Isolantes Topológicos Amorfos

Numerosos trabalhos recentes, tanto teóricos como experimentais, revelaram o importante papel da topologia nas propriedades eletrônicas de materiais. A partir de trabalhos pioneiros em efeito Hall quantizado inteiro, foi desenvolvida nossa compreensão teórica sobre uma nova classe de materiais, os isolantes topológicos, com propriedades eletrônicas muito peculiares. A matéria topológica é usualmente caracterizada por invariantes topológicos, objetos matemáticos expressos em termos da estrutura de bandas e propriedades de simetria dos materiais. A pergunta natural que surge é se materiais não-cristalinos ou amorfos podem exibir propriedades topológicas. Muitos trabalhos teóricos, incluindo os nossos, indicam que sim. Nesse colóquio, vou apresentar uma breve revisão da teoria de isolantes topológicos e discutir as principais propriedades de proteção dos estados eletrônicos em sistemas bi- e tridimensionais. Em particular, farei uma análise da robustez dos estados de borda e de superfície e qual o impacto da desordem. Concluirei discutindo o comportamento de sistemas topológicos fortemente desordenados e amorfos [1], com foco em modelamento realista [2-4].

 

1. V. Regis, M. B. Silva Neto e C. Lewenkopf, Disorder-driven quantum phase transitions in topological systems, em preparação.

2. M. Costa, G. R. Schleder, M. B. Nardelli, C. Lewenkopf e A. Fazzio, Toward realistic amorphous topological insulators, Nano Lett. 19, 8941 (2019).

3. B. Focassio, G. R. Schleder, M. Costa, A. Fazzio e C. Lewenkopf, Structural and electronic properties of realistic two-dimensional amorphous topological insulators, 2D Mater. 8 025032 (2021).

4. B. Focassio, G. R. Schleder, F. C. Lima, C. Lewenkopf e A. Fazzio, Amorphous Bi2Se3 structural, electronic, and topological nature from first principles, Phys. Rev. B 104, 214206 (2021).

 

Sobre o palestrante: Caio Lewenkopf é Professor Titular da Universidade Federal Fluminense. Bacharel e Mestre em Física pela Universidade de São Paulo, doutor em Física pela Universidade de Heidelberg (1991). Foi pós-doutor no Instituto Max-Planck de Heidelberg (1991-92), Laboratório Nacional Supercondutor Cíclotron (1992-93) e Universidade de Washington (1993-95). Foi professor adjunto da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (1996-2010) e professor visitante nas Universidades de Estrasburgo (1999), Harvard (2007) e Universidade Livre de Berlin (2015). Foi diretor científico do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron e do Centro de Nanociência e Nanotecnologia Cesar Lattes, (atual LNNano do CNPEM) (2008-2009) e do Instituto de Física da UFF (2015-2019). O prof. Lewenkopf desenvolve pesquisa em matéria condensada teórica, com ênfase em transporte eletrônico, propriedades de materiais bidimensionais e sistemas nanoestruturados.